[发明专利]阴影形成方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及图形处理领域，更具体地涉及一种阴影生成方法和系统。

背景技术

阴影图(Shadow Map)是一种基于深度图(Depth Map)的阴影生成方法，由Lance Williams于1978年在文章“Casting curved shadows oncurved surfaces”中首次提出。该方法的主要思想是：在第一遍渲染场景时，将场景的深度信息存放在纹理图片上，这个纹理图片称为深度图(深度图是一张二维图片，其上的每个像素都记录了从光源到遮挡物(即阴影生成物体)上的某个采样点的距离，并且这些像素对于光源而言是“可见的”。“可见”像素是指以光源为观察点，光的方向为观察方向，设置观察矩阵并渲染所有遮挡物，最终出现在渲染表面上的像素。深度图中的像素的深度值记为lenth1)；然后在第二次渲染场景时，将深度图中的信息length1取出，和当前采样点与光源的距离length2做比较，如果length1小于length2，则说明当前采样点被遮挡处于阴影区，然后在片段着色程序中，将对应于该采样点的像素设置为阴影颜色。

在传统的阴影图方法中，深度图上的每个像素(下文中称为可见像素)都记录了从光源到遮盖物上的采样点的距离(即，像素的深度值)。在第二次渲染场景时，如果将要渲染的像素不是深度图中的任意一个可见像素，则这个将要渲染的像素的深度值可以通过对深度图中记录的与该像素相邻的可见像素的深度值进行内插得出。由于深度图中记录的各个可见像素的深度值不是线性连续分布的，所以这种内插将导致遮挡物边缘的混淆效应。

图1示出了传统的阴影图方法的示意图，其中深度图用来记录投影平面到光源之间的遮挡物上的采样点与光源之间的距离(即，可见像素的深度值)。由于深度图仅记录了与遮挡物上的各个采样点对应的可见像素的深度值，而上述两个渲染处理的采样点通常不同，所以如果第二次渲染场景时某个像素对应的采样点不同于深度图中的任意一个可见像素对应的采样点，则第二次渲染场景时该像素的深度值可以通过对深度图中的多个可见像素的深度值进行线性内插得出，即是深度图中的多个可见像素的深度值的线性内插结果。但是，如图1所示，深度图不是线性连续函数，这种线性内插将导致遮挡物的边缘的混淆。

发明内容

鉴于以上所述的一个或多个问题，本发明提供了一种新的阴影生成方法和系统。

根据本发明实施例的阴影形成方法，包括：获取并记录需要渲染的场景中的多个可见像素的深度信息，其中所述多个可见像素中的任意一个可见像素的深度信息包括所述一个可见像素所在的三角形的各条边的边方程系数以及所述一个可见像素所在的三角形的各个顶点的深度值，所述三角形是通过对所述需要渲染的场景进行三角化形成的；在当前需要渲染的像素不是所述多个可见像素之一时，根据所述多个可见像素中的一个或多个可见像素的深度信息获取所述当前需要渲染的像素的深度值；以及在所述当前需要渲染的像素的深度值小于所述当前需要渲染的像素与光源之间的实际距离时，将所述当前需要渲染的像素渲染成阴影颜色。

根据本发明实施例的阴影形成系统，包括：深度信息记录单元，被配置为获取并记录需要渲染的场景中的多个可见像素的深度信息，其中所述多个可见像素中的任意一个可见像素的深度信息包括所述一个可见像素所在的三角形的各条边的边方程系数以及所述一个可见像素所在的三角形的各个顶点的深度值，所述三角形是通过对所述需要渲染的场景进行三角化形成的；深度信息获取单元，被配置为在当前需要渲染的像素不是所述多个可见像素之一时，根据所述多个可见像素中的一个或多个可见像素的深度信息获取所述当前需要渲染的像素的深度值；以及像素渲染执行单元，被配置为在所述当前需要渲染的像素的深度值小于所述当前需要渲染的像素与光源之间的实际距离时，将所述当前需要渲染的像素渲染成阴影颜色。

本发明通过存储可见像素所在三角形的三条边的边方程系数和三个顶点的深度值，而不直接存储可见像素的深度值，可以解决传统的阴影图方法中存在的物体边缘混淆的问题。

附图说明

从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中：

图1是传统的阴影图方法的示意图；

图2是二维地示出根据本发明实施例的阴影形成方法/系统的原理的示意图；

图3是根据本发明实施例的阴影形成方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的阴影形成系统的框图；以及

图5是根据本发明实施例的阴影形成方法/系统的应用示例的示意图。

具体实施方式